CN211126077U - 卫星通讯天线跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卫星通讯天线跟踪系统，包括：测量装置，测量装置获取卫星通讯天线的姿态信息；信号调理装置，信号调理装置获取卫星通讯天线接收的卫星的信标信号；第一控制器，第一控制器与测量装置连接，第一控制器获取姿态信息；第一控制器与信号调理装置连接，第一控制器获取信标信号；第一控制器基于姿态信息和信标信号生成驱动信号；驱动装置，驱动装置接收第一控制器生成的驱动信号；以及执行装置，执行装置与驱动装置连接，执行装置基于驱动信号对卫星通讯天线执行动作以调整卫星通讯天线的姿态。

Description

卫星通讯天线跟踪系统

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，本实用新型尤其涉及一种卫星通讯天线跟踪系统。

背景技术

卫星通讯天线的作用是收集由卫星传来的微弱信号，并尽可能去除杂讯。卫星通讯天线广泛用于如飞机、火车、轮船等移动载体上，用于收看电视、收听广播等通讯功能。

卫星通讯天线需要保持较高的和卫星的对准精度，时刻自动跟踪和对准所使用的卫星。

现有技术中的卫星通讯天线在和目标卫星对准时，尤其是对于非地球同步卫星，以及将卫星通讯天线设置在火车、轮船等移动载体上时，存在对准精度差，实时跟踪滞后的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本实用新型提供了一种卫星通讯天线跟踪系统。本实用新型的卫星通讯天线跟踪系统通过以下技术方案实现。

根据本实用新型的一个方面，一种卫星通讯天线跟踪系统，包括：测量装置，测量装置获取卫星通讯天线的姿态信息；信号调理装置，信号调理装置获取卫星通讯天线接收的卫星的信标信号；第一控制器，第一控制器与测量装置连接，第一控制器获取姿态信息；第一控制器与信号调理装置连接，第一控制器获取信标信号；第一控制器基于姿态信息和信标信号生成驱动信号；驱动装置，驱动装置接收第一控制器生成的驱动信号；以及执行装置，执行装置与驱动装置连接，执行装置基于驱动信号对卫星通讯天线执行动作以调整卫星通讯天线的姿态。

根据本实用新型至少一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统，测量装置包括角速度传感器，姿态信息包括卫星通讯天线在各个方位的角速度，角速度传感器测量卫星通讯天线各个方位的角速度。

根据本实用新型至少一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统，测量装置还包括电子罗盘，姿态信息包括卫星通讯天线的方向信息，电子罗盘测量卫星通讯天线的方向信息。

根据本实用新型至少一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统，信号调理装置包括频谱分析装置，频谱分析装置获取信标信号的电平大小。

根据本实用新型至少一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统，第一控制器包括多个寄存器，卫星通讯天线的姿态信息被存储至各个寄存器。

根据本实用新型至少一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统，各个方位的角速度包括俯仰角速度和方位角速度。

根据本实用新型至少一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统，卫星通讯天线的方向信息包括俯仰角和方位角。

根据本实用新型至少一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统，驱动装置为伺服驱动器，执行装置为伺服电动机。

根据本实用新型的另一个方面，一种卫星通讯天线跟踪系统，包括：测量装置，测量装置获取卫星通讯天线的姿态信息；信号调理装置，信号调理装置获取卫星通讯天线接收的卫星的信标信号；第一控制器，第一控制器与测量装置连接，第一控制器获取姿态信息；第一控制器与信号调理装置连接，第一控制器获取信标信号；第二控制器，第二控制器与第一控制器连接，第一控制器将获取的卫星通讯天线的姿态信息和信标信号传输给第二控制器；第二控制器基于姿态信息和信标信号生成驱动信号；驱动信号被传输至第一控制器；驱动装置，驱动装置接收第一控制器传输的驱动信号；以及执行装置，执行装置与驱动装置连接，执行装置基于驱动信号对卫星通讯天线执行动作以调整卫星通讯天线的姿态。

根据本实用新型至少一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统，第二控制器包括显示控制单元，显示控制单元显示姿态信息和信标信号。

附图说明

附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的结构示意框图。

图2是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的测量装置的结构示意框图。

图3是根据本实用新型的又一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的测量装置的结构示意框图。

图4是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的信号调理装置的结构示意框图。

图5是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的局部结构示意图。

图6是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的局部结构示意图。

图7是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的第一控制器的结构示意框图。

图8是根据本实用新型的又一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的结构示意框图。

图9是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的第二控制器的结构示意框图。

附图标记说明：

100 卫星通讯天线跟踪系统

101 测量装置

1011 角速度传感器

1012 电子罗盘

102 信号调理装置

1021 频谱分析装置

103 第一控制器

1031 寄存器

104 驱动装置

105 执行装置

1051 方位电动机

1052 俯仰电动机

1053 横滚电动机

106 第二控制器

1061 显示控制单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本实用新型的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本实用新型的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本实用新型可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图1是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的结构示意框图。图1中示出的卫星通讯天线跟踪系统100，包括：测量装置101，测量装置101获取卫星通讯天线的姿态信息；信号调理装置102，信号调理装置102获取卫星通讯天线接收的卫星的信标信号；第一控制器103，第一控制器103与测量装置101连接，第一控制器103获取姿态信息；第一控制器103与信号调理装置102连接，第一控制器103获取信标信号；第一控制器103基于姿态信息和信标信号生成驱动信号；驱动装置104，驱动装置104接收第一控制器103生成的驱动信号；以及执行装置105，执行装置105与驱动装置104连接，执行装置105基于驱动信号对卫星通讯天线执行动作以调整卫星通讯天线的姿态。

其中，测量装置101用于测量卫星通讯天线的姿态信息，优选地，测量的姿态信息包括卫星通讯天线在各个方位的角速度和卫星通讯天线的方向信息。

图2是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的测量装置的结构示意框图。图2示出的测量装置101包括角速度传感器1011，角速度传感器1011测量卫星通讯天线各个方位的角速度。角速度传感器1011优选地采用传感陀螺仪。

图3是根据本实用新型的又一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的测量装置的结构示意框图。图3示出的测量装置101包括角速度传感器1011和电子罗盘1012，角速度传感器1011测量卫星通讯天线各个方位的角速度，电子罗盘1012测量卫星通讯天线的方向信息。

通过测量装置101，卫星通讯天线跟踪系统100实时获取了卫星通讯天线的移动方向信息和位置方向信息。

上面描述的测量装置101的结构是本实用新型的优选地测量装置的结构，测量装置101还可以包括本实用新型未描述的其他的传感器。

图4是根据本实用新型的一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的信号调理装置的结构示意框图。图4示出的信号调理装置102包括频谱分析装置1021，频谱分析装置1021获取信标信号的电平大小。

卫星的信标信号是由卫星上发射的频率和幅度都固定的信号。卫星通讯天线接收目标卫星发射的信标信号，通过高频头(LNB)将卫星通讯天线接收的目标卫星发射的信标信号降频，降频为中低频信号。高频头的内部电路包括低噪声放大器和下变频器，完成低噪声放大及变频功能。

本领域技术人员应当理解，本实用新型的卫星通讯天线跟踪系统还包括供电装置等常规装置，用于对卫星通讯天线跟踪系统的需电装置/部件供电。

通过信号调理装置102的频谱分析装置1021对信标信号的分析，获取信标信号的电平大小。

参考图1至图4，第一控制器103与测量装置101连接，第一控制器103与信号调理装置102连接。第一控制器103获取由测量装置101测得的卫星通讯天线的姿态信息(移动方向信息和位置方向信息)，以及由信号调理装置102获得的信标信号(包括信标信号的电平大小)。

第一控制器103基于姿态信息和信标信号生成驱动信号。由于第一控制器103获取了卫星通讯天线的实时姿态信息和目标卫星信标信号的电平大小，优选地，第一控制器103基于姿态信息和信标信号生成的驱动信号将驱动卫星通讯天线运动以使得目标卫星信标信号的电平增大。例如当卫星通讯天线设置在火车、船舶等移动载体上时，卫星通讯天线的位置方向与目标卫星信号轴实时的发生相对运动，第一控制器103基于卫星通讯天线的姿态信息和信标信号的电平大小判断卫星通讯天线与目标卫星信号轴的偏转情况，生成相应的驱动信号，该驱动信号将驱动卫星通讯天线运动以使得目标卫星信标信号的电平增大。

优选地，上面提到的各个方位的角速度包括俯仰角速度和方位角速度，卫星通讯天线的方向信息包括俯仰角和方位角，更优选地，卫星通讯天线的方向信息包括俯仰角、方位角和横滚角，各个方位的角速度包括俯仰角速度、方位角速度和横滚角速度。

优选地，卫星通讯天线跟踪系统100的驱动装置104为伺服驱动器，执行装置105为伺服电动机。更优选地，伺服电动机包括方位电动机和俯仰电动机，以基于驱动信号改变卫星通讯天线的方位角(方位角速度)和俯仰角(俯仰角速度)。更优选地，伺服电动机包括方位电动机、俯仰电动机和横滚电动机，以基于驱动信号改变卫星通讯天线的方位角(方位角速度)、俯仰角(俯仰角速度)和横滚角(横滚角速度)。

图5为本实用新型一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统100的局部结构示意图。图5中驱动装置104分别与方位电动机1051和俯仰电动机1052连接，驱动装置104基于驱动信号中的方位角驱动信号控制方位电动机1051的动作，驱动装置104基于驱动信号中的俯仰角驱动信号控制俯仰电动机1052的动作。

图6为本实用新型一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统100的局部结构示意图。图6中驱动装置104分别与方位电动机1051、俯仰电动机1052、横滚电动机1053连接，驱动装置104基于驱动信号中的方位角驱动信号控制方位电动机1051的动作，驱动装置104基于驱动信号中的俯仰角驱动信号控制俯仰电动机1052的动作，驱动装置104基于驱动信号中的横滚角驱动信号控制横滚电动机1053的动作。

上面提到的方位电动机、俯仰电动机和横滚电动机仅是名称的不同，三者可以具有相同的电动机结构，可以选用现有技术中的电动机，例如步进电机。电机对卫星通讯天线的动作属于现有技术，不再赘述。

优选地，卫星通讯天线跟踪系统100的第一控制器103包括多个寄存器1031，卫星通讯天线的姿态信息被存储至各个寄存器1031。

图7中示例性的示出了第一控制器103包括6个寄存器1031，6个寄存器1031可以分别用于存储卫星通讯天线的移动方向信息(例如方位角速度、俯仰角速度、横滚角速度)和位置方向信息(例如方位角、俯仰角、横滚角)。

图8是根据本实用新型的又一个实施方式的卫星通讯天线跟踪系统的结构示意框图，图8示出的卫星通讯天线跟踪系统100作为图1对应的实施方式的卫星通讯天线跟踪系统100的可替换实施方式。图8中，卫星通讯天线跟踪系统100，包括：测量装置101，测量装置101获取卫星通讯天线的姿态信息；信号调理装置102，信号调理装置102获取卫星通讯天线接收的卫星的信标信号；第一控制器103，第一控制器103与测量装置101连接，第一控制器103获取姿态信息；第一控制器103与信号调理装置102连接，第一控制器103获取信标信号；第二控制器106，第二控制器106与第一控制器103连接，第一控制器103将获取的卫星通讯天线的姿态信息和信标信号传输给第二控制器106；第二控制器106基于姿态信息和信标信号生成驱动信号；驱动信号被传输至第一控制器103；驱动装置104，驱动装置104接收第一控制器103传输的驱动信号；以及执行装置105，执行装置105与驱动装置104连接，执行装置105基于驱动信号对卫星通讯天线执行动作以调整卫星通讯天线的姿态。

其中，测量装置101，测量装置101获取卫星通讯天线的姿态信息。测量装置101优选地采用如图2或图3示出的测量装置101。测量装置101获取卫星通讯天线的姿态信息优选地与描述图1对应的卫星通讯天线跟踪系统100时描述的卫星通讯天线的姿态信息相同。

信号调理装置102获取卫星通讯天线接收的卫星的信标信号。信号调理装置102优选地采用如图4示出的信号调理装置102。信号调理装置102获取的卫星通讯天线接收的卫星的信标信号优选地与描述图1对应的卫星通讯天线跟踪系统100时描述的卫星通讯天线接收的卫星的信标信号相同。

第一控制器103与测量装置101连接，第一控制器103获取姿态信息；第一控制器103与信号调理装置102连接，第一控制器103获取信标信号。本实施方式中，第一控制器103并未基于姿态信息和信标信号生成驱动信号，而是将获取的卫星通讯天线的姿态信息和信标信号传输给第二控制器106，由第二控制器106基于姿态信息和信标信号生成驱动信号。本实施方式中，第一控制器103优选地也具有多个寄存器1031，第二控制器106优选地也具有多个寄存器。

第二控制器106生成的驱动信号被传输至第一控制器103，驱动装置104接收第一控制器103传输的驱动信号。本实施方式中驱动信号的生成优选地与描述图1对应的卫星通讯天线跟踪系统100时描述的驱动信号的生成相同。

执行装置105基于驱动信号对卫星通讯天线执行动作以调整卫星通讯天线的姿态。优选地，执行装置105包括方位电动机1051和俯仰电动机1052，更优选地，执行装置105包括方位电动机1051、俯仰电动机1052和横滚电动机1053。驱动装置104对各个电动机的驱动可参考图5和图6对应的描述内容，不再赘述。

优选地，第二控制器106还包括显示控制单元1061，显示控制单元1061显示姿态信息和信标信号。

本实用新型的卫星通讯天线跟踪系统100能够实现对卫星通讯天线的闭环控制操作。尤其适用于当卫星通讯天线配置在火车、轮船等移动载体的场景，能够实时跟踪目标卫星并具有较高的对准精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，包括：

测量装置，所述测量装置获取卫星通讯天线的姿态信息；

信号调理装置，所述信号调理装置获取卫星通讯天线接收的卫星的信标信号；

第一控制器，所述第一控制器与所述测量装置连接，所述第一控制器获取所述姿态信息；所述第一控制器与所述信号调理装置连接，所述第一控制器获取所述信标信号；所述第一控制器基于所述姿态信息和所述信标信号生成驱动信号；

驱动装置，所述驱动装置接收所述第一控制器生成的驱动信号；以及

执行装置，所述执行装置与所述驱动装置连接，所述执行装置基于所述驱动信号对所述卫星通讯天线执行动作以调整卫星通讯天线的姿态。

2.根据权利要求1所述的卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，所述测量装置包括角速度传感器，所述姿态信息包括卫星通讯天线在各个方位的角速度，所述角速度传感器测量所述卫星通讯天线各个方位的角速度。

3.根据权利要求2所述的卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，所述测量装置还包括电子罗盘，所述姿态信息包括卫星通讯天线的方向信息，所述电子罗盘测量卫星通讯天线的方向信息。

4.根据权利要求1或2所述的卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，所述信号调理装置包括频谱分析装置，所述频谱分析装置获取所述信标信号的电平大小。

5.根据权利要求1所述的卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，所述第一控制器包括多个寄存器，卫星通讯天线的姿态信息被存储至各个寄存器。

6.根据权利要求2所述的卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，各个方位的角速度包括俯仰角速度和方位角速度。

7.根据权利要求3所述的卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，卫星通讯天线的方向信息包括俯仰角和方位角。

8.根据权利要求1所述的卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，所述驱动装置为伺服驱动器，所述执行装置为伺服电动机。

9.一种卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，包括：

测量装置，所述测量装置获取卫星通讯天线的姿态信息；

信号调理装置，所述信号调理装置获取卫星通讯天线接收的卫星的信标信号；

第一控制器，所述第一控制器与所述测量装置连接，所述第一控制器获取所述姿态信息；所述第一控制器与所述信号调理装置连接，所述第一控制器获取所述信标信号；

第二控制器，所述第二控制器与所述第一控制器连接，所述第一控制器将获取的卫星通讯天线的姿态信息和所述信标信号传输给所述第二控制器；所述第二控制器基于所述姿态信息和所述信标信号生成驱动信号；所述驱动信号被传输至所述第一控制器；

驱动装置，所述驱动装置接收所述第一控制器传输的驱动信号；以及

执行装置，所述执行装置与所述驱动装置连接，所述执行装置基于所述驱动信号对所述卫星通讯天线执行动作以调整卫星通讯天线的姿态。

10.根据权利要求9所述的卫星通讯天线跟踪系统，其特征在于，所述第二控制器包括显示控制单元，所述显示控制单元显示所述姿态信息和所述信标信号。

Images